JP2569693Y2 - Axial blower - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】この考案は、複数段の羽根車を有
する軸流送風機の改良にかかり、特に、道路トンネル内
の換気用として好適な低騒音で高効率の軸流送風機に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement of an axial fan having a plurality of stages of impellers, and more particularly to a low noise and high efficiency axial fan suitable for ventilation in a road tunnel.

【０００２】[0002]

【従来の技術】道路トンネル内の換気用としてその天井
に配備されるこの種の軸流送風機は、低騒音で高効率、
しかもメンテナンスができる限り少なくて済むような構
造簡素なものであることが望ましい。しかも、道路トン
ネル内の換気機能上から正逆両方向の吐出容量等の性能
面に差があってはならないことが要求される。そのた
め、従来の軸流送風機の基本的構造は図４に示すような
ものになっている（例えば特開平1-177500号、特開平2-
13245 号、実公昭62-18720号、実開平2-96490 号公報参
照）。2. Description of the Related Art An axial blower of this type, which is installed on a ceiling for ventilation in a road tunnel, has low noise, high efficiency,
Moreover, it is desirable that the structure be simple so that maintenance can be performed as little as possible. Moreover, it is required that there be no difference in performance such as the discharge capacity in both the forward and reverse directions from the viewpoint of the ventilation function in the road tunnel. For this reason, the basic structure of a conventional axial blower is as shown in FIG.
No. 13245, Japanese Utility Model Publication No. 62-18720 and Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 2-96490).

【０００３】図４に示すように、円筒状のサイレンサケ
ーシング２１内の中央部に可逆式の電動機２２が配置さ
れ、この電動機２２の両軸端にそれぞれ羽根車２３、２
３ａが設けられ、各羽根車２３、２３ａの前部にケーシ
ング２１に沿って軸方向に長く延びた円錐状の内筒２
４、２４ａが流れの円滑化のために設けてある。この内
筒２４はケーシング２１内面に支柱２５、２５ａによっ
て支持されている。羽根車を左右二段に設けているの
は、トンネル内の交通状況や自然風の流れ方向によって
迅速に換気ができるようトンネル内の風向きに合わせて
吐出方向が選択しうるようにするためである。そのため
電動機２２は可逆式となっている。なお、ケーシング２
１の内面は有孔鋼板で形成され、ケーシング２１内部に
充填された吸音材によって軸流送風機の騒音を低減する
ようにしてある。内筒２４も同様な構成で吸音機能を持
たせている。As shown in FIG. 4, a reversible motor 22 is disposed at the center of a cylindrical silencer casing 21, and impellers 23, 2 are provided at both ends of the motor 22.
3a, and a conical inner cylinder 2 that extends in the axial direction along the casing 21 at the front of each of the impellers 23, 23a.
4, 24a are provided for smooth flow. The inner cylinder 24 is supported on the inner surface of the casing 21 by columns 25, 25a. The reason why the impellers are provided in two stages on the left and right is that the discharge direction can be selected according to the wind direction in the tunnel so that the ventilation can be performed quickly according to the traffic conditions in the tunnel and the flow direction of natural wind. . Therefore, the electric motor 22 is of a reversible type. The casing 2
The inner surface of 1 is made of a perforated steel plate, and the noise of the axial blower is reduced by the sound absorbing material filled inside the casing 21. The inner cylinder 24 has a similar structure and has a sound absorbing function.

【０００４】[0004]

【考案が解決しようとする課題】 従来の軸流送風機は騒音が大きい。[Problems to be Solved by the Invention] A conventional axial blower has a large noise.

【０００５】この種軸流送風機は昇圧力によって強制的
に換気する方式であるため、吐出風速も30m/sec と非常
に高く、そのため電動機２２の回転数が高く、従って騒
音が大きくならざるを得ない。また、換気性能上、大き
な吐出風速が要求されるため羽根車２３の前方に支柱２
５等の余分な部材があると、渦の発生等の気流の乱れを
生じ、このため大きな気流音を生じ、これが騒音増大の
一因となったり、同時に圧力損失も増大させるため効率
低下を招く要因にもなっている。[0005] Since this type of axial blower is a system in which ventilation is forcibly performed by means of a pressure-increasing force, the discharge air velocity is as high as 30 m / sec, so that the rotation speed of the electric motor 22 is high, and therefore the noise must be increased. Absent. In addition, since a large discharge wind speed is required for ventilation performance, the support 2 is provided in front of the impeller 23.
If there are extra members such as 5, turbulence of the air flow such as generation of vortices is generated, thereby generating a large air flow noise, which contributes to an increase in noise and at the same time increases pressure loss, resulting in a decrease in efficiency. It is also a factor.

【０００６】 従来の軸流送風機は仕事量が低い。[0006] Conventional axial blowers have low workload.

【０００７】特に後段（下流側) となる羽根車の仕事量
が低い。前後段の羽根車２３、２３ａの仕事量に大きな
差異が生じ、全体の仕事量が低くなっている。In particular, the work volume of the impeller located downstream (on the downstream side) is low. There is a large difference in the workload between the front and rear impellers 23 and 23a, and the overall workload is low.

【０００８】この理由を図４において説明すると、例え
ば今左方向から空気が吸引されて右方向に吐出される場
合を考えると、前段（上流側）の羽根車２３の回転によ
って昇圧された気流はその羽根車２３の回転方向と同一
の旋回流となって後方に流れていき、後段側の羽根車２
３ａに入り込んでいく。この時、前記旋回流は後段の羽
根車２３ａと同方向に旋回して入り込んでいくため、後
段の羽根車２３ａでは十分な仕事ができない（つまり、
後段の羽根車２３ａでは一種の空回り運転のような状態
となる）。この結果、全体として仕事量は低下する。こ
れは、逆方向に気流を吐出した場合にも同様である。従
って、従来の軸流送風機では電動機の容量が大きいも
の、つまり、回転数の高いものが必要となり、これが結
果的に騒音の増大にもつながっている。The reason for this will be described with reference to FIG. 4. For example, considering the case where air is now sucked from the left and discharged to the right, the airflow pressurized by the rotation of the impeller 23 at the preceding stage (upstream side) is The swirl flow is the same as the rotational direction of the impeller 23 and flows backward, and the impeller 2 on the rear stage side
Enter 3a. At this time, since the swirling flow turns and enters in the same direction as the subsequent impeller 23a, sufficient work cannot be performed by the subsequent impeller 23a (that is,
In the latter stage impeller 23a, it is in a state like a kind of idling operation). As a result, the workload decreases as a whole. This is the same when the airflow is discharged in the opposite direction. Therefore, a conventional axial flow fan requires a motor having a large capacity, that is, a motor having a high rotation speed, which results in an increase in noise.

【０００９】本考案の目的は、低騒音で高効率の、特に
道路トンネルの換気用として好適な軸流送風機を提供す
ることにある。An object of the present invention is to provide an axial blower having low noise and high efficiency, particularly suitable for ventilation of a road tunnel.

【００１０】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
考案にかかる軸流送風機は、円筒ケーシング内に可逆式
電動機を有し、該電動機に複数段の羽根車を設けた軸流
送風機において、羽根車と羽根車との間に複数枚の静翼
を放射状に設けるとともに、最端部に位置する羽根車に
はドーム状のスピナを設けたことを特徴とする。上記構
成において、放射状に設けた静翼で可逆式電動機を円筒
ケーシングに支持するとよい。In order to achieve the above object, an axial blower according to the present invention has a reversible motor in a cylindrical casing, and the motor has a plurality of stages of impellers. A plurality of stator vanes are radially provided between the impellers, and a dome-shaped spinner is provided on the impeller located at the end. In the above configuration, the reversible electric motor may be supported by the cylindrical casing by radially provided vanes.

【００１１】[0011]

【作用】上記構成においては、円筒ケーシング内に吸引
され上流側の羽根車を通過した気流は羽根車と同じ方向
の旋回流となって後方に流れて行こうとするが、上流側
と下流側の間に放射状に設けた静翼によって旋回流が整
流されて気流の方向が元の軸方向に戻され、下流側の羽
根車へ流入して行くように作用する。従って、下流側の
羽根車の負荷が上昇し、その分下流側でも大きな仕事を
することができるようになる。すなわち、静翼により気
流方向から見て下流側の羽根車への気流の流入角度を軸
方向に戻してやって下流側の羽根車の昇圧力を増やすこ
とにより、羽根車の回転数を減じた場合の昇圧力の低下
を回復させ、全体として所定の昇圧力を確保させ、その
結果として、騒音の低減作用を発揮する。In the above construction, the airflow sucked into the cylindrical casing and passed through the impeller on the upstream side tends to flow backward as a swirling flow in the same direction as that of the impeller. The swirling flow is rectified by the radially arranged stationary blades, the direction of the airflow is returned to the original axial direction, and the swirling flow acts to flow into the downstream impeller. Therefore, the load on the impeller on the downstream side increases, and a large amount of work can be performed on the downstream side. That is, when the inflow angle of the airflow into the downstream impeller viewed from the airflow direction by the stationary blade is returned in the axial direction to increase the boosting force of the downstream impeller, thereby reducing the rotation speed of the impeller. , The predetermined boosting force is secured as a whole, and as a result, the effect of reducing noise is exhibited.

【００１２】ドーム状のスピナを取り付けた羽根車構造
とすることにより、羽根車の前方に支柱等の部材が存在
しなくなるため、気流の乱れが取り除かれるとともに、
圧力損失も小さくなることから、騒音の減少作用および
効率の上昇が得られる。実験によれば、本考案により、
騒音の減少は５ｄＢ（Ａ特性）、効率の上昇は３〜５％
となった。By adopting an impeller structure with a dome-shaped spinner, there is no member such as a support in front of the impeller, so that turbulence in airflow is eliminated and
Since the pressure loss is also reduced, a noise reducing effect and an increase in efficiency are obtained. According to experiments, according to the present invention,
Noise reduction is 5dB (A characteristic), efficiency rise is 3-5%
It became.

【００１３】[0013]

【実施例】以下、本考案の実施例を図面に基づき説明す
る。図１は、本考案にかかる軸流送風機の一部を切り欠
いて示した全体斜視図である。図１に示すように、軸方
向に長く延びる円筒ケーシング１内の中央部には軸流送
風機Ｍが内蔵されている。この円筒ケーシング１はサイ
レンサーとしての機能をもたせるために二重ケーシング
に構成されており、内面２は有孔鋼板で形成され、内外
面の間の空間に吸音材２ａが充填されている（図２参
照）。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall perspective view of the axial blower according to the present invention, with a part thereof cut away. As shown in FIG. 1, an axial blower M is built in a central portion in a cylindrical casing 1 extending in the axial direction. This cylindrical casing 1 is configured as a double casing to have a function as a silencer, the inner surface 2 is formed of a perforated steel plate, and a space between the inner and outer surfaces is filled with a sound absorbing material 2a (FIG. 2). reference).

【００１４】上記軸流送風機Ｍは左右両方向に同一の性
能を有するよう左右対称的な構造を有している。すなわ
ち、円筒ケーシング１内の中央位置に可逆式電動機３が
配置されており、この電動機３の両軸端に羽根車４、４
ａを備えている。つまり、こ実施例では羽根車は左右二
段に設けられた形になっており、電動機３の回転方向に
よって気流を左右いずれかの方向に吐出できるようにな
っている。そして、各羽根車４、４ａの前部には、気流
の流れをスムーズにするためにドーム状のスピナ６、６
ａが装着してある。更に、電動機３の胴体には複数の静
翼５が円筒ケーシング１の半径方向に放射状に突設され
ており、その先端は円筒ケーシング内面２に固着されて
いる。図３にも示す如く、通常、静翼５の一部は電動機
３の取付台７と円筒ケーシング１の間に介装され、電動
機３を支持するようになっている。もっとも、取付台７
を有していない電動機の場合には、直接静翼５で支持す
る形になる。いずれにしても放射状に設けた静翼５によ
って電動機３は円筒ケーシング１内にしっかり固定され
るようになっている。図１中、８は円筒ケーシングを道
路トンネルの天井に吊り下げるための金具である。The axial blower M has a symmetrical structure so as to have the same performance in both the left and right directions. That is, the reversible motor 3 is disposed at a central position in the cylindrical casing 1, and the impellers 4, 4
a. In other words, in this embodiment, the impeller is provided in two stages, left and right, so that the airflow can be discharged in either the left or right direction depending on the rotation direction of the electric motor 3. Dome-shaped spinners 6, 6 are provided at the front of the impellers 4, 4a in order to smooth the air flow.
a is attached. Further, a plurality of stationary blades 5 are radially protruded from the body of the electric motor 3 in the radial direction of the cylindrical casing 1, and the tips thereof are fixed to the inner surface 2 of the cylindrical casing. As shown in FIG. 3, usually, a part of the stationary blade 5 is interposed between the mount 7 of the electric motor 3 and the cylindrical casing 1 to support the electric motor 3. However, the mounting base 7
In the case of an electric motor having no, the motor is directly supported by the stationary blade 5. In any case, the motor 3 is firmly fixed in the cylindrical casing 1 by the radially provided vanes 5. In FIG. 1, reference numeral 8 denotes a bracket for suspending the cylindrical casing on the ceiling of the road tunnel.

【００１５】本考案の上記軸流送風機の構成によれば、
例えば気流が左（上流側）から右（下流側）へ流れる場
合を考えてみると、上流側（前段）の羽根車４を通過し
た気流は羽根車４と同じ方向の旋回流となって後方に流
れて行こうとするが、静翼５によって旋回流が整流さ
れ、気流の方向が元の軸方向に戻され、下流側（後段）
の羽根車４ａへ流入して行くようになる。従って、下流
側の羽根車４ａの負荷が上昇し、その分下流側の羽根車
４ａでも大きな仕事をすることができるようになる（こ
の点、従来は旋回流となって流入するため後段の羽根車
が空転状態に近い状態であり、十分な仕事を果たしてい
なかった）。この状況は、電動機を逆転しても同じであ
り、気流がいずれの方向に流れる場合にも同一性能を発
揮しうる。According to the configuration of the axial blower of the present invention,
For example, considering the case where the airflow flows from the left (upstream side) to the right (downstream side), the airflow passing through the upstream (front) impeller 4 becomes a swirling flow in the same direction as the impeller 4, and However, the swirling flow is rectified by the stationary vanes 5, the direction of the airflow is returned to the original axial direction, and the downstream side (the latter stage)
Of the impeller 4a. Therefore, the load on the downstream impeller 4a increases, and the downstream impeller 4a can also perform a large amount of work accordingly. The car was almost idle and did not do enough work.) This situation is the same even if the motor is reversed, and the same performance can be exhibited when the airflow flows in any direction.

【００１６】また、可逆式電動機３を支持する静翼５に
より気流方向から見て下流側の羽根車４ａへの気流の流
入角度を軸方向に戻してやることにより、下流側の羽根
車４ａの昇圧力を増やすことにより、羽根車４ａの回転
数を減じた場合の昇圧力の低下を回復させ、全体として
所定の昇圧力を得ることができ、その結果として、騒音
を低減させることができるものである。Further, the inflow angle of the airflow to the downstream impeller 4a as viewed from the airflow direction is returned in the axial direction by the stationary blade 5 supporting the reversible motor 3, thereby raising the downstream impeller 4a. By increasing the pressure, it is possible to recover the decrease in the boosting force when the rotation speed of the impeller 4a is reduced, to obtain a predetermined boosting force as a whole, and as a result, to reduce noise. is there.

【００１７】実験結果によると、所定の吐出風速30m/s
および吐出風量25m³/sを得るのに、従来の軸流送風機で
は、電動機の回転数を1800 rpm に設定しなければなら
なかったのが、本考案では1200 rpm とすればよく、ま
た、ファン効率( 全圧空気動力/ 軸動力) も64% から70
% に上昇した。According to the experimental results, a predetermined discharge air speed of 30 m / s
In order to obtain a discharge air flow of 25 m ³ / s and the conventional axial blower, the rotation speed of the motor had to be set to 1800 rpm, but in the present invention it is sufficient to set it to 1200 rpm, and the fan Efficiency (total pressure pneumatic power / shaft power) from 64% to 70
%.

【００１８】図３は同じく実験結果に基づく騒音比較図
である。点線は従来、実線は本考案の場合である。縦軸
に騒音レベルdB、横軸に周波数をとって示してある。Ａ
特性では従来より５dBの低下が見られた。また、周波数
分析結果も従来のもの( 点線) より本考案のものが周波
数全域にわたって低下することが確認された。これは、
主に電動機の回転数を低下できたことと、羽根車の上流
側の部材の減少によって気流音が減少したことによるも
のと考えられる。以上のように、本考案を採用すれば、
低騒音で高効率の軸流送風機が得られることが判明し
た。FIG. 3 is a noise comparison diagram based on the same experimental results. The dotted line is the conventional case, and the solid line is the case of the present invention. The vertical axis shows the noise level dB, and the horizontal axis shows the frequency. A
In the characteristics, a decrease of 5 dB was observed compared with the conventional case. In addition, it was confirmed that the frequency analysis result of the present invention was lower over the entire frequency range than the conventional one (dotted line). this is,
It is considered that this was mainly due to the fact that the rotation speed of the motor could be reduced and the airflow noise decreased due to the decrease in the number of members on the upstream side of the impeller. As described above, if the present invention is adopted,
It has been found that a low-noise and high-efficiency axial-flow fan can be obtained.

【００１９】なお、上記実施例では、一つの電動機の両
軸端に羽根車を設けた例（羽根車４＋電動機３＋羽根車
４ａの構成）を示したが、これ以外にも、例えば羽根車
＋電動機＋羽根車＋電動機＋羽根車のような構成を有す
る軸流送風機にも適用できる。この場合にも各羽根車の
間に静翼を配設し、また、最端部に位置する羽根車にド
ーム状のスピナを設ければ上記実施例と同様の作用効果
が得られる。In the above-described embodiment, an example in which an impeller is provided at both shaft ends of one motor (the configuration of the impeller 4 + the motor 3 + the impeller 4a) is shown. The present invention can also be applied to an axial blower having a configuration such as a motor + impeller + motor + impeller. In this case as well, the same operation and effect as in the above embodiment can be obtained by disposing a stationary blade between the impellers and providing a dome-shaped spinner on the impeller located at the end.

【００２０】[0020]

【考案の効果】 上流側の羽根車と下流側の羽根車と
の間に静翼を配設することにより、下流側の羽根車への
気流の流入角度を軸方向に戻して、下流側の羽根車の昇
圧力を増加しうることから、電動機の回転数を減じても
所定の性能を確保することが可能となる。つまり、静翼
を設けることで電動機の回転数を下げることができるの
で騒音を低減させることができる。[Effects of the Invention] By disposing a stationary blade between the upstream impeller and the downstream impeller, the inflow angle of the airflow to the downstream impeller is returned in the axial direction, and the downstream Since the boosting force of the impeller can be increased, predetermined performance can be ensured even when the rotation speed of the electric motor is reduced. That is, the number of rotations of the electric motor can be reduced by providing the stationary blades, so that noise can be reduced.

【００２１】 内部構造をスピナを取り付けた羽根車
構造とすることにより、内筒の支柱がなくなり、気流の
乱れが取り除かれると共に、圧力損失も低下させること
ができる結果、気流音を減じて騒音を低下させ、同時に
効率を高めることもできる。[0021] By adopting an impeller structure with a spinner attached to the inner structure, the support of the inner cylinder is eliminated, and turbulence of the air flow is eliminated, and the pressure loss can be reduced. As a result, the noise of the air flow is reduced and the noise is reduced. It can be reduced while increasing efficiency.

【００２２】 実験によれば、本考案により、騒音の
減少は５dB（Ａ特性）、効率の上昇は３〜５％となる等
の大きな効果が得られる。According to experiments, the present invention has significant effects such as a reduction in noise of 5 dB (A characteristic) and an increase in efficiency of 3 to 5%.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本考案の実施例であって、軸流送風機の一部を
切り欠いて示した全体斜視図である。FIG. 1 is an overall perspective view of an embodiment of the present invention, in which an axial blower is partially cut away.

【図２】電動機の位置での概略正面図である。FIG. 2 is a schematic front view at the position of the electric motor.

【図３】本考案と従来の騒音レベルの比較図である。FIG. 3 is a comparison diagram of the present invention and a conventional noise level.

【図４】従来の軸流送風機の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a conventional axial blower.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

Ｍ…軸流送風機 １…内筒ケーシング ３…（可逆式）電動機 ４、４ａ…羽根車 ５…静翼 ６、６ａ…スピナ M: axial flow blower 1: inner cylinder casing 3: (reversible) electric motor 4, 4a: impeller 5: stationary blade 6, 6a: spinner

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 池口 喜昭 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番 １号 川崎重工業株式会社 神戸工場内 (72)考案者 大塚 秀信 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番 １号 川崎重工業株式会社 神戸工場内 (56)参考文献 特開 平４−175500（ＪＰ，Ａ) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yoshiaki Ikeguchi 3-1-1, Higashikawasakicho, Chuo-ku, Kobe-shi, Hyogo Kawasaki Heavy Industries, Ltd. Kobe Plant (72) Inventor Hidenobu Otsuka Higashikawasaki-cho, Chuo-ku, Kobe-shi, Hyogo 3-1-1 1-1 Kawasaki Heavy Industries, Ltd. Kobe Factory (56) References JP-A-4-175500 (JP, A)

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】(57) [Scope of request for utility model registration] 【請求項１】 円筒ケーシング内に可逆式電動機を有
し、該電動機に複数段の羽根車を設けた軸流送風機にお
いて、羽根車と羽根車との間に複数枚の静翼を放射状に
設けるとともに、最端部に位置する羽根車にはドーム状
のスピナを設けたことを特徴とする軸流送風機。1. An axial flow blower having a reversible motor in a cylindrical casing and a plurality of stages of impellers provided on the motor, wherein a plurality of stator vanes are radially provided between the impellers. An axial blower characterized in that a dome-shaped spinner is provided on the impeller located at the extreme end. 【請求項２】 静翼で可逆式電動機を円筒ケーシングに
支持したことを特徴とする請求項１記載の軸流送風機。2. The axial blower according to claim 1, wherein the reversible motor is supported on the cylindrical casing by stationary vanes.